炭素鋼配管の有限要素法解析

質問

初めまして。
　炭素鋼配管の有限要素法解析を行っているのですが、材料データの入力について分からないことがあります。

　炭素鋼（軟鋼）の応力-ひずみ線図は、上・下降伏点が存在するのですが、解析を行う際、降伏強度はどこを見ればよいのでしょうか？

　上・下降伏点他全てのデータを入れると、実験結果とずれが生じます。
　上降伏点を取り、そのまま、下がらず、なだらかに上昇していくポイントだけをとって解析をしたいのですが、良いのでしょうか？
　また、多直線近似と二直線近似どちらが良いのでしょうか？

　上降伏点は不安定なので、下降伏点を取ったほうが良いと教科書にはかかれているのですが・・・。

　つたない文章で申し訳ないのですが、回答よろしくお願いいたします。

回答No.2

shota_TK · ベストアンサー

元のデータから読み取るなら，下降伏点がいいと思いますよ．
0.2%オフセットは，普通はアルミみたいな材料に使いますよね．
でも，それは，「アルミがオフセットに適している」というわけではなくて，
「明確な降伏点を示さないから，仕方なくその値で代用している」という
意味ですよね．
そもそも，鉄鋼材料以外に明確な降伏点を示す材料ってあんまりないんですよね．
材料全体から見ると，鉄だけが例外，って考えた方がいい場合もあります．
話がそれましたが，本質はあくまでもS-S線図の方であって，オフセットは
単に代表値を求めるための手法です．
「同じ方法で測定すれば，誰でも同じデータが得られる」ということに
重要な意味があるんだと思います．
だから，たとえば2％オフセットの直線が，上降伏点と下降伏点の間にきたり
するとマズいと思います．下降伏点よりも右側にきて欲しいところですが，
かりに右にきたとしても，下降伏点に達した後，荷重の上下動が激しい場合には
この方法は適さないと思います．
一律2％にしたときに，S-S線図のほぼ同じ位置の荷重が選ばれ，
その周辺の曲線がなめらかであれば，鉄鋼材料に使用しても問題ないと
思います．あるいは，今回に限り5％オフセットにする，という方法もありますね．
（その方が数学的な処理が楽な場合，ですよ．）

回答No.1

shota_TK

下降伏点だと思いますよ．
上の方は荷重速度の影響を受けやすいですし．
それに，下降伏点を使った方が安全設計になりますよね．
でも，応力ひずみ線図から直接データを取り込むんですか？
確かに，その場合には上降伏点の方がデータを取りやすいかも知れませんね．
えっと，でしたら，一律，2％オフセット降伏応力を使ってしまう
という手はどうでしょうか？

補足

やはり下降伏点の方ですか。
データは、応力ひずみ線図から直接、ではなく、
線図を構成している元のデータがあります。

さらなる質問で申し訳ないのですが、軟鋼のような
上・下降伏点が明瞭な材料に関しても、0.2%オフセット
降伏応力を使用しても構わないのでしょうか？

度重なる質問ですが、よろしくお願い致します。